FR2825766A1 - THERMAL EFFECT CONTROLLED RELEASE MECHANISM - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un dispositif formant mécanisme à libération contrôlée, caractérisé par le fait qu'il comprend deux éléments de structure (100, 200) susceptibles de déplacement relatif, et un moyen de blocage (300) apte à interdire initialement le déplacement relatif entre les deux éléments de structure (100, 200), dans lequel le moyen de blocage (300) comprend en combinaison au moins un ensemble comprenant d'une part des filets (310) et d'autre part un taraudage complémentaire (320), liés respectivement aux deux éléments de structure (100, 200), et un matériau à bas point de fusion (330) disposé au moins sur une partie de l'interface entre deux pièces liées respectivement aux deux éléments de structure (100, 400), de préférence entre les filets (310) et le taraudage complémentaire (320), pour interdire la libération du moyen de blocage (300), et par conséquent des éléments de structure (100, 200), avant fusion dudit matériau.The present invention relates to a device forming a controlled release mechanism, characterized in that it comprises two structural elements (100, 200) capable of relative displacement, and a locking means (300) capable of initially prohibiting the relative displacement between the two structural elements (100, 200), in which the locking means (300) comprises in combination at least one assembly comprising on the one hand threads (310) and on the other hand a complementary thread (320), linked respectively to the two structural elements (100, 200), and a low melting point material (330) disposed at least on part of the interface between two parts respectively linked to the two structural elements (100, 400), of preferably between the threads (310) and the complementary internal thread (320), to prevent the release of the locking means (300), and consequently of the structural elements (100, 200), before melting of said material.
Description
La présente invention concerne le domaine des mécanismes àThe present invention relates to the field of mechanisms to
libération contrôlée par un effet thermique. release controlled by a thermal effect.
La présente invention concerne en particulier, mais non exclusivement, les pyromécanismes, c'est à dire le domaine des mécanismes commandés par un effet pyrotechnique. De nombreux mécanismes à libération contrôlée par un effet The present invention relates in particular, but not exclusively, to pyromechanisms, that is to say the field of mechanisms controlled by a pyrotechnic effect. Many effect-controlled release mechanisms
thermique ont déjà été proposés. have already been proposed.
La présente invention a maintenant pour but de proposer un dispositif présentant des propriétés supérieures à celles des dispositifs antérieurs The present invention now aims to provide a device having properties superior to those of prior devices
1 0 connus.1 0 known.
La présente invention a en particulier pour but de proposer un The object of the present invention is in particular to provide a
dispositif présentant au repos une tenue mécanique élevée. device with high mechanical strength at rest.
Les buts précités sont atteints dans le cadre de la présente invention grâce à un dispositif comprenant: 15. deux éléments de structure susceptibles de déplacement relatif, et un moyen de blocage apte à interdire initialement le déplacement relatif entre les deux éléments de structure, dans lequel le moyen de blocage comprend en combinaison: au moins un ensemble comprenant d'une part des filets et d'autre part un taraudage complémentaire, liés respectivement aux deux éléments de structure, et un matériau à bas point de fusion disposé au moins sur une partie de l'interface entre deux pièces liées respectivement aux deux éléments de structure pour interdire la libération du moyen de blocage, et par The aforementioned aims are achieved within the framework of the present invention by means of a device comprising: 15. two structural elements capable of relative displacement, and a blocking means capable of initially prohibiting relative displacement between the two structural elements, in which the locking means comprises in combination: at least one assembly comprising on the one hand threads and on the other hand an additional thread, respectively linked to the two structural elements, and a material with low melting point disposed at least on one part of the interface between two parts linked respectively to the two structural elements to prevent the release of the locking means, and by
conséquent des éléments de structure, avant fusion dudit matériau. consequent structural elements, before melting of said material.
Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, le matériau à bas point de fusion est disposé au moins sur une partie de l'interface entre les filets et le taraudage complémentaire pour interdire la libération du moyen de blocage, et par conséquent des éléments According to another advantageous characteristic of the present invention, the material with a low melting point is arranged at least on a part of the interface between the threads and the complementary thread to prevent the release of the locking means, and consequently of the elements
de structure, avant fusion dudit matériau. of structure, before melting of said material.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention Other features, objects and advantages of the present invention
appara'^tront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en will appear on reading the detailed description which follows, and
regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels: Ia figure 1 représente une vue schématique, en coupe axiale longitudinale, d'un dispositif conforme à un mode de réalisation préférentiel de la présente invention, Ia figure 2 représente une vue partielle similaire, en coupe axiale longitudinale, d'une variante de réalisation conforme à la présente invention, et Ies figures 3, 4, et 5 représentent trois variantes de réalisation conformes à look at the accompanying drawings, given by way of nonlimiting examples and in which: FIG. 1 represents a schematic view, in longitudinal axial section, of a device according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 2 represents a similar partial view, in longitudinal axial section, of an alternative embodiment according to the present invention, and FIGS. 3, 4, and 5 represent three alternative embodiments according to
la présente invention.the present invention.
On aperçoit sur la figure 1 annexée un dispositif conforme à la présente invention, qui comprend: un premier élément de structure 100, un deuxième élément de structure 200 et We can see in Figure 1 attached a device according to the present invention, which comprises: a first structural element 100, a second structural element 200 and
15. un moyen de blocage 300.15. a blocking means 300.
Le moyen de blocage 300 est formé par la combinaison d'au moins un ensemble comprenant d'une part des filets 310 et d'autre part un taraudoge complémentaire 320, liés respectivement aux deux éléments de structure 100 et 200, et 20. d'un matériau 330 à bas point de fusion disposé au moins sur une partie de l'interface entre les filets 310 et le taraudage complémentaire 320 pour interdire la libération du moyen de blocage 300, et par conséquent des The locking means 300 is formed by the combination of at least one assembly comprising on the one hand threads 310 and on the other hand a complementary taraudoge 320, connected respectively to the two structural elements 100 and 200, and 20. d ' a material 330 with a low melting point placed at least on a part of the interface between the threads 310 and the complementary thread 320 to prevent the release of the locking means 300, and consequently
éléments de structure 100 et 200, avant fusion dudit matériau 330. structural elements 100 and 200, before melting of said material 330.
Les éléments de structure 100 et 200 peuvent faire l'objet de Structural elements 100 and 200 can be the subject of
nombreux modes de réalisation.many embodiments.
Selon le mode de réalisation particulier illustré sur la figure 1 annexée, ces deux éléments 100 et 200 sont formés giobalement de structures cyiindriques concentriques centrces sur un axe O-O et ils sont par ailleurs susceptibles de translation relative selon l'axe O-O après According to the particular embodiment illustrated in Figure 1 attached, these two elements 100 and 200 are formed globally of concentric cylindrical structures centered on an axis O-O and they are moreover capable of relative translation along the axis O-O after
libération du moyen de blocage 300. release of the blocking means 300.
Plus précisément l'élément 100 a la forme générale d'une tige centrale, tandis que l'élément 200 a la forme générale d'une chemise More precisely, the element 100 has the general shape of a central rod, while the element 200 has the general shape of a jacket.
cylindrique qui entoure partiellement la tige 100. cylindrical which partially surrounds the rod 100.
Selon la figure 1, i'élément 200 est formé par assemblage de différentes pièces 202, 204, 206, 208, 210. Cependant l'invention n'est pas limitée à cette géométrie particulière. Lesdites pièces 202 à 210 ne seront According to Figure 1, the element 200 is formed by assembling different parts 202, 204, 206, 208, 210. However, the invention is not limited to this particular geometry. Said exhibits 202 to 210 will not be
donc pas décrites plus en détail par la suite. therefore not described in more detail below.
On notera simplement que de préférence les pièces 202 à 210 It will simply be noted that preferably the parts 202 to 210
définissent une chambre fermée 220 sur l'une des extrémités de la tige 100. define a closed chamber 220 on one end of the rod 100.
La structure ainsi formée peut constituer un ensemble de type vérin dans lequel la tige 100 forme un piston susceptible de translation relative The structure thus formed can constitute a cylinder type assembly in which the rod 100 forms a piston capable of relative translation.
contrôlée par rapport à la chemise 200 qui forme corps de vérin. controlled with respect to the jacket 200 which forms the cylinder body.
Des moyens d'étanchéité, tels que des joints toriques, peuvent être insérés entre les deux éléments 100 et 200. De tels moyens d'étanchétité peuvent être logés par exemple dans des gorges annulaires 130, 230, 232 formées dans l'un ou l'autre des deux éléments 100, 200 et débouchant sur Sealing means, such as O-rings, can be inserted between the two elements 100 and 200. Such sealing means can be housed, for example, in annular grooves 130, 230, 232 formed in one or the other. other of the two elements 100, 200 and leading to
l'interface entre ceux-ci.the interface between them.
L'invention n'est cependant pas limitée à des dispositifs dans lesquels les deux éléments de structure sont uniquement susceptibles de translation relative. Ainsi par exemple le mouvement de translation de la tige 100 peut être remplacé ou transformé en tout autre mouvement approprié, par exemple un mouvement oblique ou un mouvement relatif à rotation par rapport à l'élément 200, à l'aide d'un système vis/écrou ou équivalent. Selon la représentation donnée sur la figure 1, les filets 310 sont prévus sur la surface extérieure d'un tronçon de la tige 100. Le taraudage 320 est prévu sur la surface interne d'un écrou 340. Et l'élément 200 est en The invention is however not limited to devices in which the two structural elements are only capable of relative translation. Thus, for example, the translational movement of the rod 100 can be replaced or transformed into any other suitable movement, for example an oblique movement or a movement relative to rotation relative to the element 200, using a screw system. / nut or equivalent. According to the representation given in FIG. 1, the threads 310 are provided on the external surface of a section of the rod 100. The internal thread 320 is provided on the internal surface of a nut 340. And the element 200 is in
appui contre l'écrou 340, par l'intermédiaire d'une entretoise 240. support against the nut 340, via a spacer 240.
L'entretoise 240 est formée d'une douille centrée sur l'axe O-O. The spacer 240 is formed by a sleeve centered on the axis O-O.
Le matériau à bas point de fusion 330 peut faire l'objet de nombreux Low-melting material 330 can be the subject of many
modes de réalisation.embodiments.
Il peut s'agir d'un métal.It can be a metal.
Dans ce contexte, de préférence, le matériau 330 est choisi dans le groupe comprenant: - Bi50/Pb28/Sn22 (pour une température de fusion de l'ordre de 95-110 C) ou - In (pour une température de fusion de l'ordre de 156 C) ou - Sn ou Sn85/Zn15 (pour une température de fusion de l'ordre de 200 250 C) ou - Pb82,5/Cd17,5 ou - Pb96/Sb4 (pour une température de fusion de l'ordre de 250-300 C). L'utilisation d'un métal pour former le matériau 330 conduit à une In this context, preferably, the material 330 is chosen from the group comprising: - Bi50 / Pb28 / Sn22 (for a melting temperature of the order of 95-110 C) or - In (for a melting temperature of l '' order of 156 C) or - Sn or Sn85 / Zn15 (for a melting temperature of the order of 200 250 C) or - Pb82.5 / Cd17.5 or - Pb96 / Sb4 (for a melting temperature of l '' order of 250-300 C). The use of a metal to form the material 330 leads to a
brasure de l'écrou 340.brazing of the nut 340.
Cependant l'invention n'est pas limitée à un métal. Le matériau 330 peut être formé de tout autre matériau thermo-fusible susceptible de remplir la méme fonction, par exemple un matériau à base de paraffine ou un However, the invention is not limited to a metal. The material 330 may be formed from any other heat-fusible material capable of fulfilling the same function, for example a paraffin-based material or a
alliage eutectique.eutectic alloy.
Les filets 310 et le taraudage complémentaire 320 sont de préférence formés de filets réversibles, c'est à dire de filets possédant un pas suffisant pour qu'une traction exercée sur l'écrou 340 eVou sur la tige The threads 310 and the complementary thread 320 are preferably formed of reversible threads, that is to say of threads having a sufficient pitch so that a traction exerted on the nut 340 eVou on the rod
100 soit motrice.100 is driving.
A titre d'exemple non limitatif, pour un diamètre interne d'écrou de By way of nonlimiting example, for an internal diameter of nut of
17,5 mm, on peut prévoir 15 filets au pas de 15 mm. 17.5 mm, we can provide 15 threads in 15 mm steps.
L'élément de chauffage susceptible d'opérer la fusion sur demande Heating element capable of melting on demand
du matériau 330 peut faire l'objet de nombreux modes de réalisation. material 330 can be the subject of numerous embodiments.
Selon un mode de réalisation préférentiel, il s'agit d'un bloc de According to a preferred embodiment, it is a block of
matériau pyrotechnique 150 intégré dans la structure. pyrotechnic material 150 integrated into the structure.
Plus précisément encore selon le mode de réalisation préférentiel illustré sur la figure 1 annexée, le matériau pyrotechnique 150 est placé dans une chambre borgne axiale 152 formée dans la tige 100 et qui More precisely still according to the preferred embodiment illustrated in FIG. 1 attached, the pyrotechnic material 150 is placed in an axial blind chamber 152 formed in the rod 100 and which
débouche dans la chambre 220.opens into room 220.
La composition pyrotechnique 150 peut ainsi être formée de: - Al + Fe2O3 ou - Mg + Fe203 ou -Al+CuOou The pyrotechnic composition 150 can thus be formed from: - Al + Fe2O3 or - Mg + Fe203 or -Al + CuOou
-Mg+CuO.-Mg + CuO.
Le fonctionnement du dispositif conforme à la présente invention, qui The operation of the device according to the present invention, which
vient d'être décrit, est essentiellement le suivant. has just been described, is essentially the following.
ss
Au repos, l'écrou 340 est bloqué sur la tige 100 par le matériau 330. At rest, the nut 340 is blocked on the rod 100 by the material 330.
La chemise 200 est en appui contre l'entretoise 240, elle méme en appui The shirt 200 is in abutment against the spacer 240, it even in abutment
contre l'écrou 340.against nut 340.
De ce fait la tige 100 ne peut étre sollicitée vers l'extérieur de la chemise 200, soit vers la gauche, par rapport à la chemise 200, selon Therefore the rod 100 can not be biased towards the outside of the shirt 200, or to the left, relative to the shirt 200, according
l'illustration donnée sur la figure 1. the illustration given in figure 1.
Pour libérer le dispositif, il suffit de mettre en _uvre la composition To release the device, simply implement the composition
pyrotechnique 150 ou tout moyen de chauffage équivalent. pyrotechnic 150 or any equivalent heating means.
Après fusion du matériau 330, I'écrou 340 est libéré. After the material 330 has melted, the nut 340 is released.
Un déplacement de la tige 100 par rapport à l'écrou 340 et à la A displacement of the rod 100 relative to the nut 340 and to the
chemise 200 est alors possible sous l'effet d'une force motrice adéquate. shirt 200 is then possible under the effect of an adequate driving force.
Celle-ci peut être formée par les gaz développés par la composition This can be formed by the gases developed by the composition
pyrotechnique 150 elle même dans la chambre 220. pyrotechnic 150 itself in room 220.
On notera que lors de ce déplacement, si le jeu entre les filets 310 et le taraudage 320 le permet, le matériau 330 est laminé au niveau de Note that during this movement, if the clearance between the threads 310 and the internal thread 320 allows, the material 330 is laminated at
l'interface entre les filets 310 et le taraudage 320. the interface between the threads 310 and the internal thread 320.
Ce laminage permet de freiner le déplacement relatif entre les éléments 100 et 200. On obtient ainsi une libération contrôlée des This rolling makes it possible to slow down the relative movement between the elements 100 and 200. This gives a controlled release of the
contraintes mécanique de la structure. mechanical constraints of the structure.
On a illustré sur la figure 3 une variante de réalisation conçue spécifiquement pour renforcer un effet de freinage par laminage du matériau 330, lors de la fusion de ce dernier. On retrouve sur la figure 3 la tige 100 en prise, par un filetage 310/320 initialement bloqué par un matériau 330 noyant les filets, avec l'écrou 340. Cependant l'écrou illustré sur la figure 3 définit un logement 342 apte à loger une réserve 331 de matériau 330, lequel logement 342 débouche sur l'extérieur par un passage de section calibrée 343. Le logement 342 est défini en partie par un décrochement formé sur la tige 100. Ainsi, après fusion du matériau 330, un déplacement relatif entre les éléments 100 et 200 impose une réduction du volume du logement 342 qui entrane un laminage du matériau 330 par le An alternative embodiment has been illustrated in FIG. 3 designed specifically to reinforce a braking effect by rolling the material 330, during the melting of the latter. We find in Figure 3 the rod 100 in engagement, by a thread 310/320 initially blocked by a material 330 embedding the threads, with the nut 340. However the nut illustrated in Figure 3 defines a housing 342 able to accommodate a reserve 331 of material 330, which housing 342 opens to the outside via a passage of calibrated section 343. The housing 342 is defined in part by a recess formed on the rod 100. Thus, after melting of the material 330, a relative displacement between the elements 100 and 200 requires a reduction in the volume of the housing 342 which results in a rolling of the material 330 by the
passage 343.passage 343.
On notera que l'entretoise permet d'isoler thermiquement la chemise extérieure 200 par rapport à la zone de la composition pyrotechnique 150 It will be noted that the spacer makes it possible to thermally insulate the outer jacket 200 relative to the zone of the pyrotechnic composition 150
susceptible d'être portée à température élevée. likely to be brought to high temperature.
La présente invention trouve notamment, mais non exclusivement application dans le domaine de l'industrie spatiale, par exemple sur les The present invention finds particular, but not exclusively, application in the field of the space industry, for example on the
lanceurs ou ies satellites.launchers or satellites.
Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit, mais s'étend à toutes variantes Of course the present invention is not limited to the particular embodiment which has just been described, but extends to all variants
conformes à son esprit.conform to his spirit.
En particulier selon une variante avantageuse de la présente invention, il peut être prévu des moyens évitant une rotation relative entre In particular according to an advantageous variant of the present invention, means may be provided which avoid relative rotation between
l'entretoise 240 et l'écrou 340 lors de la mise en _uvre du dispositif. the spacer 240 and the nut 340 during the implementation of the device.
Selon un premier mode de réalisation, comme illustré sur la figure 2, de tels moyens peuvent être formés de deux écrous en prise superposés, de pas inversés: 340 et 345. Un premier écrou 340 est en prise avec les filets 310 de la tige 100. Il est muni lui même de filets sur sa surface externe, en prise avec le deuxième écrou 345. Ce dernier sert d'appui à l'entretoise 240. Les filets des deux écrous 340 et 345 sont initialement bloqués à l'aide d'un matériau à bas point de fusion. Les pas des deux écrous 340 et 345 peuvent être identiques. Cependant cette caractéristique According to a first embodiment, as illustrated in FIG. 2, such means can be formed of two superimposed engaged nuts, of inverted pitch: 340 and 345. A first nut 340 is engaged with the threads 310 of the rod 100 It is itself provided with threads on its external surface, in engagement with the second nut 345. The latter serves as a support for the spacer 240. The threads of the two nuts 340 and 345 are initially blocked using a material with a low melting point. The pitches of the two nuts 340 and 345 can be identical. However this characteristic
n'est pas impérative.is not imperative.
Selon un deuxième mode de réalisation, un roulement à billes ou According to a second embodiment, a ball bearing or
équivalent, peut être intercalé entre l'écrou 340 et l'entretoise 240. equivalent, can be inserted between the nut 340 and the spacer 240.
La combinaison du matériau à bas point de fusion 330 et des filets 310/320 permet de bénéficier, dans le cadre de la présente invention, d'une The combination of the low-melting material 330 and the threads 310/320 makes it possible, within the framework of the present invention, to benefit from a
tenue mécanique élevée, au repos du dispositif. high mechanical strength, at rest of the device.
On a illustré sur la figure 4 une variante de réalisation dans laquelle on retrouve la tige 100 en prise par filetage 310/320 avec un écrou 340 définissant un logement 342 propre à recevoir une réserve 331 de matériau 330 à bas point de fusion. Cependant selon la variante de la figure 4, le matériau 330 qui bloque le montage n'est pas placé au niveau des filets 310/320, mais au niveau d'une interface 350, cylindrique de révolution, formée entre la surface externe de la tige 100 et la surface interne de There is illustrated in Figure 4 an alternative embodiment in which we find the rod 100 engaged by thread 310/320 with a nut 340 defining a housing 342 adapted to receive a reserve 331 of material 330 at low melting point. However according to the variant of Figure 4, the material 330 which blocks the mounting is not placed at the level of the threads 310/320, but at the level of an interface 350, cylindrical of revolution, formed between the external surface of the rod 100 and the internal surface of
l'écrou 340, sur un tronçon distinct des filets 310/320. the nut 340, on a separate section of the threads 310/320.
On a illustré sur la figure 5 une autre variante de réalisation dans laquelle on retrouve la tige 100 en prise par filetage 310/320 avec un écrou 340. Ici l'écrou 340 ne définit pas de réserve pour le matériau à bas point de fusion, comme c'est le cas sur les figures 3 et 4. Cependant selon la variante de la figure 5, comme pour la figure 4, le matériau 330 qui bloque le montage n'est pas placé au niveau des filets 310/320, mais au niveau d'une interface 350, cylindrique de révolution, formoe entre la surface externe de la tige 100 et la surface interne de l'écrou 340, sur un tronçon Another embodiment has been illustrated in FIG. 5 in which the rod 100 is found in engagement by thread 310/320 with a nut 340. Here the nut 340 does not define a reserve for the material with a low melting point, as is the case in FIGS. 3 and 4. However, according to the variant of FIG. 5, as in FIG. 4, the material 330 which blocks the assembly is not placed at the level of the threads 310/320, but at the level of an interface 350, cylindrical of revolution, formed between the external surface of the rod 100 and the internal surface of the nut 340, on a section
distinct des filets 310/320.separate from nets 310/320.
Bien entendu selon encore d'autres variantes, on peut prévoir de bloquer initialement le montage à l'aide d'un matériau à bas point de fusion 330 présent à la fois au niveau des filets 310/320 et au niveau d'une Of course according to still other variants, provision may be made initially to block the assembly using a material with a low melting point 330 present both at the level of the threads 310/320 and at the level of a
interface cylindrique 350.cylindrical interface 350.
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